trans x cad

INGENIERIA INDUSTRIAL 5 SEMESTRE

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INGENIERO ALEJANDRO ROMERO

CAP. ART. CRISTHIAN FERNANDO JIMENEZ VARGAS TTE. INF. RAUL ENRRIQUE CASTRO LANDA ALUM. JUDITH MAMANI FLORES

ALUM. ANGELA CRISTINA CUEVAS PINTO ALUM.VANIA ALEJANDRA PIEROLA CAMARGO ALUM.PAULET CARMEN QUIÑAJO ROMERO ALUM.ARACELY CAROL ROMERO PLATA

TECNOLOGIA MECANICA TRANSMISION POR CADENA


INGENIERIA INDUSTRIAL 5 SEMESTRE |

1

Introduccio n

Las transmisiones por medio de correas son denominadas de tipo flexible pues absorben

vibraciones y choques de los que sólo tienden a transmitir un mínimo al eje arrastrado. Son estas

transmisiones adecuadas para distancias entre ejes relativamente grandes, actuando bajo

condiciones adversas de trabajo (polvo, humedad, calor, etc.), son además silenciosos y tienen una

larga vida útil sin averías ni problemas de funcionamiento.

En muchos casos, y por diversas causas, en que no pueden utilizarse las transmisiones por correa,

estas se pueden sustituir por las transmisiones por cadenas, constituidas por cadenas de eslabones

articulados que se adaptan a ruedas dentadas, que hacen el efecto de poleas, formando un

engrane. Es aplicable cuando las distancias entre los centros de los árboles conductor y conducido

es demasiado corta para usar correas y demasiado largas para utilizar engranajes.

Dentro de los elementos de maquinaria para transmitir potencia, se encuentran las cadenas, que

son elementos de máquinas utilizados pata transmitir potencia a bajas velocidades, entre sus

ventajas se encuentra que no sufren alteración con el pasar de los años, como tampoco son

afectadas por el sol, aceite o grasa, pueden también operar a altas temperaturas. Una trasmisión

por cadena no requiere tensión en el lado flojo de la cadena por tanto impone menos carga en los

cojinetes de los ejes que las transmisiones por banda, esta disminución de la carga reduce el

mantenimiento de cojinetes, lo mismo que las pérdidas por fricción, que en ellas se originan. Las

correas se utilizan para transmitir, mediante un movimiento de rotación, potencia entre árboles

normalmente paralelos, entre los cuales no es preciso mantener una relación de transmisión

exacta y constante.




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Objetivos

Objetivo general:

Mostrar de manera específica lo que comprende un estudio de transmisión por cadena y la

aplicación de la misma en la industria.

Objetivos específicos:

Aplicar los conocimientos teóricos en el diseño de la trasmisión por cadena.

Comprender la relación que existe entre los diferentes parámetros y hacer práctico el

diseño del dispositivo.

Mostrar la aplicación de transmisión por cadenas en la industria.

Determinar los cálculos que implican en la transmisión por cadena.

Mostrar las propiedades como la fuerza, potencia, fuerza, etc.

Determinar mediante cálculos la fuerza entre los pasadores en la transmisión por cadena.

Utilizar el software proporcionado para seleccionar un tipo de cadena adecuado para los

requerimientos del diseño de la transmisión.




3

Marco Teo rico

Definición

La transmisión por cadena es similar a la transmisión por correa sirve para transmitir del

movimiento de arrastre de fuerza entre ruedas dentadas. Se efectúa también entre árboles

paralelos, pero en este caso, engarzando los dientes de un piñón con los eslabones de una cadena;

el acoplamiento entre cadena y dientes se efectúa sin deslizamiento y engranan uno a uno.

Se emplea cuando se tienen que transmitir grandes potencias con relaciones de transmisión

reducidas

En muchos casos, y por diversas causas, en que no pueden utilizarse las transmisiones por correa,

estas se pueden sustituir por las transmisiones por cadenas, constituidas por cadenas de eslabones

articulados que se adaptan a ruedas dentadas, que hacen el efecto de poleas, formando un

engrane. Es aplicable cuando las distancias entre los centros de los árboles conductor y conducido

es demasiado corta para usar correas y demasiado largas para utilizar engranajes.

Funcionamiento correcto de una transmisión de cadena

Principios generales para el correcto funcionamiento de una transmisión de cadena.

Es preciso dimensionar el árbol de manera que no se produzca la oscilación de la cadena.

Las ruedas de la cadena deben montarse en la cubierta y los ejes de los árboles deben estar

en coaxialidad. En caso de que se monte de forma incorrecta, la cadena no sufre sólo la

fuerza de tracción, sino también la fuerza de flexión, con lo que se reduce la vida útil de la

cadena.

Al construir la transmisión de cadena es preciso tener en cuenta que el ramal superior de la

cadena sea el de tracción y el ramal inferior quede libre. La cadena no debe estar nunca

demasiado tensa, sino que debe haber una pequeña deflexión.

Tras el montaje de la nueva cadena se recomienda hacerla funcionar durante unos días

para que se ajuste su longitud y ya no se extienda después durante su funcionamiento.

Para que el desgaste de la cadena sea el mismo en toda la cadena debe utilizarse una rueda

de cadena pequeña con un número de dientes impar.

Cada cadena se lubrica debidamente y se somete a tratamiento para su conservación, pero

a partir de su uso deberá lubricarla regularmente. Una lubricación insuficiente es, a

menudo, la causa más frecuente de que se prolongue excesivamente y se reduzca la vida

útil de la cadena.

http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_mec%C3%A1nica




4

Una lubricación correcta aumentará la duración de las superficies de fricción.

Una condición fundamental para un correcto funcionamiento de la cadena es su perfecta

limpieza y lubricación. Toda lubricación pierde efectividad si la cadena no se limpia

previamente.

Los elementos de unión y las aletas están sujetas a un desgaste elevado, por ese motivo es

necesario realizar un control regular.

Nunca debe montarse una nueva cadena sobre una cadena desgastada. De lo contrario se

desgastará prematuramente.

La cadena deberá remplazarse en caso de que se haya extendido más del 2% de su longitud.

Ventajas y desventaja Las principales ventajas de su utilización son:

No presenta deslizamiento, i = cte.

Es compacta y no requiere tensión inicial como en el caso de las correas.

Si este bien diseñado es mucho más duradero que las correas.

Permite trabajar con menores distancias entre centros de poleas, con la consiguiente

ventaja

Económica.

Ante una rotura de uno o varios eslabones es de fácil arreglo.

Son poco sensibles al medio en que trabajan.

Las principales desventajas son:

Solo aplicable cuando los ejes son paralelos, pueden ser varios, pero en todos los casos las

ruedas dentadas deben estar en el mismo plano.

Preferentemente los ejes deben ser horizontales, para evitar el uso de apoyos laterales

para la cadena.

Son más costosas que las transmisiones a correas.

Necesitan un buen mantenimiento, con limpiezas periódicas y lubricación adecuada.




5

Para absorber los alargamientos deben disponerse los ejes de modo que pueda tensarse la

cadena o bien montar un piñón tensor en el ramal flojo.

Diferencia entre Cadena y Correa Las cadenas de transmisión son hechas más a menudo de metal, mientras que las correas

se hacen de caucho, plástico, y otras sustancias. Aunque las cadenas pueden ser más

fuertes que las correas, los mayores aumentos de masa incrementan la inercia del sistema.

Las correas a menudo pueden saltar (a menos que tengan dientes) lo que significa que la

salida no puede girar a una velocidad precisa. Los dientes de correas dentadas

generalmente se desgastan más rápido que los vínculos de las cadenas, pero el desgaste de

la correas de goma o de plástico y de los dientes es a menudo más fáciles de observar.

Las cadenas son a menudo más estrechas que las correas, y esto puede hacer más fácil el

cambio de piñones más grandes o más pequeños con el fin de variar la relación de

transmisión.

Presenta el inconveniente de ser más costoso, más ruidoso y de funcionamiento menos

flexible (en caso de que el eje conducido cese de girar por cualquier causa, el conductor

también lo hará , lo que puede producir averías en el mecanismo motor o la ruptura de la

cadena), así como el no permitir la inversión del sentido de giro ni de la transmisión entre

ejes cruzados; además necesita una lubricación (engrase) adecuada.

Aplicación

La aplicación se puede dividir de dos maneras la potencial y la de fuerza.

Potencia (o transmisión) (velocidades altas)

Transmitir el movimiento de los pedales a la rueda en las bicicletas o del cambio a la rueda trasera

en las motos.

Hay algunos modelos de motos que usa un cardán para transmitir el movimiento a las ruedas. Sin

embargo, el sistema de cadena da una cierta elasticidad que ayuda a iniciar el movimiento, sobre

todo en cuestas. Su inconveniente es que se puede enganchar y es más débil que un cardan. Existe

http://es.wikipedia.org/wiki/Card%C3%A1n




6

un dispositivo llamado falcón utilizado para absolver parte de la vibración de la cadena lo que

impide la fragmentación de algún eslabón.

Fuerza (de carga o tracción) (velocidades bajas)

En las máquinas motrices (agrícolas, perforadoras petrolíferas); en los accionamientos de las

máquinas-herramientas y otras máquinas

En los motores de 4 tiempos, para transmitir movimiento de un mecanismo a otro. Por ejemplo del

cigüeñal al árbol de levas, o del cigüeñal a la bomba de lubricación del motor. En los motores de

ciclo Otto de 4 tiempos se usan cadenas para el árbol de levas desde hace mucho tiempo, sobre

todo desde la aparición de los motores SOHC y DOHC por su mayor silencio y menor coste que los

piñones de distribución. Las correas dentadas sin embargo han ido ganado terreno para esta

función.

Cada vez se tiende más a sustituir la cadena del árbol de levas por una correa ya que hace menos

ruidoso el motor. A cambio, hay que sustituir la correa con más frecuencia que una cadena y

consume un poco más de potencia del motor. La cadena de distribución, siempre que su engrase y

su mecanismo tensor funcionen correctamente, dura lo que dura el motor.

http://www.ecured.cu/index.php/Herramienta

http://es.wikipedia.org/wiki/Cig%C3%BCe%C3%B1al

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rbol_de_levas

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rbol_de_levas

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_SOHC

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_DOHC

http://es.wikipedia.org/wiki/Correa_de_transmisi%C3%B3n




7

Clasificación según su aplicación

Cadenas de carga

Sirven para suspender, elevar y bajar cargas, se emplean predominantemente en las máquinas

elevadoras de cargas, trabajan con bajas velocidades (

) y grandes cargas. Se hacen

de eslabones redondos o de bridas sencillas.

Cadenas de tracción

Sirven para mover cargas en las máquinas transportadoras, trabajan con velocidades medias

( –

). se componen de bridas de forma sencilla y ejes con casquillos o sin estos. Se

emplean también cadenas abiertas con eslabones estampados.

Cadenas impulsoras: sirven para transmitir la energía mecánica de un árbol a otro, trabajan con

grandes velocidades; se ejecutan con pasos menores, para reducir las cargas dinámicas, y con

pasadores resistentes al desgaste.

Clasificación de las cadenas

Cadenas de bulones de acero

Según DIN 654.De fundición maleable, en pasos de 32 a 150 mm para esfuerzos de tracción desde

153 Kg (1500 N) a 1.224 Kg (12.000 N). Se encuentran en máquinas agrícolas e instalaciones de

elevación y transporte.

http://www.ecured.cu/index.php/Energ%C3%ADa




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Dimensiones de cadena de rodillo simple

Cadenas articuladas desmontables

Según DIN 686.De fundición maleable, en pasos desde 22 a 148 mm, para esfuerzos de tracción

desde 30,6 Kg. (300 N) a 327 Kg. (3.200 N). También utilizadas en máquinas agrícolas e

instalaciones de elevación y transporte.




9

Dimensiones de cadena rodillo doble

Cadenas “Galle”

Según DIN 8150 y 8151. Sus eslabones están articulados sobre bulones. La pequeña superficie de la

articulación permite solamente velocidades de la cadena hasta

y se utiliza en ascensores y en

aparatos elevadores.

Características de la dimensión cadena de rodillo triple




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Cadena de rodillos

Según DlN 8187, IRAM 5184 y BS. 228. Cuyas mallas están remachadas con bulones en uno de los extremos

y en otro con casquillos articulados. Estos casquillos llevan, además unos rodillos templados. Puesto que

estas cadenas resultan muy apropiadas para todas las condiciones de trabajo, son las más utilizadas. Por

otra parte, son bastante insensibles a las influencias exteriores. Se fabrican de una hasta 5 hileras

normalmente

En la norma DIN8181 están normalizadas las cadenas de rodillos de eslabones o paso largo que se emplean

cuando las distancias entre los ejes son muy grandes, mientras que en las normas DIN 8188, IRAM 5184 o

ANSI (Ex ASA) B29-1 están normalizadas las cadenas de rodillos con dimensiones en pulgadas

Dimension Simbolo

Paso (distancia entre rodillos) T

Ancho libre entre placas B

Diametro de los rodillos

Para designar estas cadenas las normas ANSI (Ex ASA) utiliza una serie de números normalizados de la

siguiente manera:

– – –

1 y 2 Indica el número de

de pulgadas (3.175 mm) que posee el paso de la cadena

3 Indica el tipo:

0= cadenas de proporciones usuales,

1= cadena de paso ligero,

5= cadenas de casquillos

4 Indica el número de hileras:

1= una hilera,

2= dos hileras,

3= tres hileras,

4 = cuatro hileras.




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Cadenas de manguitos

Según DIN 73232, Que son en principio, cadenas sin rodillos. Por esta razón, son más ligeras y están

sometidas a menores efectos de fuerzas centrífugas, pudiéndose trabajar a mayores velocidades. Se

utilizaban hasta hace algunos años en automóviles, se dejaron de usar pues requieren ruedas mecanizadas

con precisión y cuidado para mantener el desgaste dentro de límites aceptables, además son muy sensibles

al polvo y suciedad.

Cadenas “Rotary”

Según DIN 8182, tiene eslabones acodados y pueden emplearse con un número de elementos que se desee.

El acodado de los eslabones las hace muy elásticas, de modo que absorben mejor los esfuerzos de choque.

Cadenas de dientes o silenciosas

Según DIN 8190. Son eslabones de dobles dientes, los flancos exteriores, portantes, abarcan un ángulo de

Para aumentar la resistencia al desgaste existen casquillos articulados, templados, entre los eslabones y

para que no salgan las cadenas lateralmente; de la rueda, están equipadas, además, con unos eslabones

guía, no dentados (uno central y dos exteriores), que engranan en las ranuras anulares de las ruedas. Las

cadenas dentadas son apropiadas para velocidades muy altas y marchan sin ruidos, principal uso cadenas de




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distribución de los motores de combustión interna. Son cadenas más caras que el resto de las cadenas

mencionadas. Cuando están en baño de aceite permite trabajar hasta

.

Cadenas especiales

Existen cadenas de casquillos, DIN 8164, como cadenas de manguitos, en trabajos especialmente

duros al aire libre, cadenas de casquillos para transporte según DIN 8165 para cintas

transportadoras, etc.

Los eslabones finales, cuando no es posible desplazar los ejes pueden unirse una vez situada la

cadena sobre las ruedas. Las cadenas con eslabones acodados pueden construirse con él número

de elementos que se desee, mientras que las de eslabones rectos deben tener un número

determinado de ellos para no encontrarse con dos eslabones interiores o exteriores en la unión.

Los eslabones finales se cierran colocando lateralmente uno de ellos provisto de un balón, con otro

opuesto sin remache. El elemento final se fija con una arandela elástica, alambre o tornillo.

Partes de la cadena Las cadenas empleadas en esta transmisión suelen tener libertad de movimientos solo en una

dirección y tienen que engranar de manera muy precisa con los dientes de los piñones .Las partes

básicas de las cadenas son:




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TIPOS DE ESLABONES:

Eslabón de conexión.-

Consta de un par de placas exteriores y un par de pasadores.

Eslabón de rodillos

Consta de un par de placas interiores, un par de bujes y un par de rodillos. Los rodillos hacen contacto con la

estrella.

Perno




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Eslabón offset

Es la combinación del eslabón de rodillos y de conexión. Sirve para tener un número impar de eslabones.

TIPOS DE SUJETADORES

Sujetadores clip.-

Sujetador de pierna o también denominado de pierna.

Sujetador de pasador doblado.-

Sujetador de broche.-




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Lubricación

La lubricación para las cadenas es esencial para obtener una duración o vida larga y sin dificultades. Pueden

usarse el tipo de goteo o de baño poco profundo, debe utilizarse un aceite mineral ligero o mediano, sin

aditivos, excepto para condiciones especiales; las grasa y aceites pesados no se recomiendan debido a que

son demasiados viscosos, existe diferentes formas de aplicar el lubricante cuales son:

Por brocha se aplica el lubricante mediante una brocha

Por baño de aceite se sumerge la cadena junto con la rueda o piñón al aceite




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Por goteo se aplica el aceite de forma de goteo

Por chorro

Manual aplicado manualmente




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Mantenimiento Revisar los elementos faltantes, deformados o a punto de salirse.

Elegir la cadena más adecuada para la potencia, velocidad y tarea del mecanismo donde

será colocada.

Antes de comenzar la sustitución de una cadena u otro elemento de transmisión,

asegurarse de que estén tomadas todas las medidas de seguridad para que la máquina,

motores o mecanismos no pueden ponerse en marcha automáticamente.

Respetar la información del fabricante en cuanto a colocación o sustitución, sin forzar

Jamás la cadena en el momento del montaje, destensando la transmisión o desmontando

coronas dentadas si fuera necesario.

Utilizar cadenas especiales estancas, inoxidables, etc. en los ambientes donde fuera

necesario por la presencia de suciedad, sustancias químicas o corrosivas, etc.

Comprobar periódicamente la alineación de las coronas dentadas, así como la holgura de

sus cojinetes o rodamientos.

Comprobar periódicamente el alargamiento de la cadena usada, sustituyéndola en caso de

que sea mayor a un 2-3% en longitud.

Controlar especialmente el tensado en transmisiones de cadenas de coronas de pequeño

diámetro y pocos dientes, para evitar saltos de diente y la generación de vibraciones y

ruidos.

Efectuar un programa de limpieza y engrase de la cadena, en función de su trabajo y

ubicación, intentando seguir instrucciones del fabricante de ese equipo o de elementos de

máquinas similares.

Al sustituir una cadena de transmisión por rotura o desgaste, comprobar el desgaste de las

corondas dentadas. Si este es claro, no deberá montarse NUNCA una cadena nueva sobre

coronas ya gastadas, reducirá la vida de la cadena de forma contundente.

Tras sustituir una cadena y tensarla o ajustarla, montar de forma inmediata todas las

cubiertas y protecciones de seguridad.

Marco Teo rico Ca lculos




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Efecto cordal y número mínimo de dientes de las ruedas

En las transmisiones por cadenas, por ser el paso secante a la circunferencia primitiva de las ruedas, existe

una variación de la velocidad tangencial, originada por el denominado efecto “cordal” o de “polígono”, que

se explica observando la Figura 1, donde se ha tomado, exageradamente una rueda de solo cuatro dientes

para resaltar el hecho. Para una rueda de velocidad angular w constante, en la posición (a) la velocidad

periférica pasa por un valor máximo:

Mientras que, en la posición (b) tiene un valor mínimo

Si es ; el número de dientes de la rueda, t el paso y el ángulo que forma con respecto al eje de

rotación de modo que:

De la Figura resulta que el paso es igual a:

También resulta:

Por lo tanto, a medida que disminuye el número de dientes de las ruedas, es mayor la variación

entre las velocidades tangenciales máximas y mínimas. Esta mayor diferencia aumenta la magnitud

de los saltos de la cadena y del ángulo j que está obligado a girar un eslabón con respecto al otro,

aumentando por consiguiente el desgaste, la perdida de potencia y ruido de la transmisión.

Deben construirse ruedas con un número de dientes elevado, sin caer en velocidades periféricas

exageradas. Por otro parte conviene que él número de dientes del piñón no sea común




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denominador del número de eslabones de la cadena, para emparejar el desgaste y que, a la inversa

de las correas, el ramal flojo sea el inferior para facilitar la salida de la cadena motora, haciendo la

marcha más suave y silenciosa.

Velocidad de la cadena

Se define corno velocidad media de la cadena en

, la longitud de cadena que pasa por unidad de

tiempo. Teniendo en cuenta que el largo de la circunferencia de la polea es igual a ,

resulta que la velocidad media es:

(

)

Esta velocidad media depende del paso t, expresado en m, del número de dientes Z, del número de

revoluciones, de la potencia a transmitir, la lubricación, del tipo de carga, temperatura de

funcionamiento y de la vida útil que se desea en la cadena.

Los manuales de los fabricantes de cadena, dan las velocidades de operación normal y el valor

máximo de la misma en función del paso de la cadena. Se pude calcular mediante la siguiente

formula empírica la velocidad máxima de la cadena:

√

(

)

Ruedas para cadenas:

Estas ruedas tienen la corona dentada con perfil adecuado a la cadena con la que tienen que

engranar, para lo cual es preciso que los dientes tengan un paso igual a la cadena. Él número de

dientes de la rueda más pequeña acostumbra a no ser inferior a 15 dientes para las cadenas de

rodillos, ni de 17 para la cadena silenciosa, con el fin de evitar que las mallas tengan que girar

excesivamente sobre sus pernos al entrar y salir de la rueda, con lo que se produciría demasiado

desgaste; en el caso de una marcha con sacudidas, él número mínimo de dientes debe aumentarse

hasta 23 en las cadenas silenciosas.

Para él cálculo de velocidades tangenciales y para dimensionar las ruedas deben emplearse el

diámetro primitivo que es el correspondiente a la circunferencia que describen los centros de los

pernos de la cadena, teniendo en cuenta que en estas ruedas el paso de los dientes no es el arco




20

(como en los engranajes), sino la cuerda de circunferencia primitiva entre los centros de dos

dientes consecutivos, se tiene que el diámetro primitivo es:

( )

Dónde:

t = paso de la cadena en cm

Z = número de dientes de la rueda

Siendo d el diámetro del rodillo de la cadena, el diámetro exterior de la rueda dentada para las

cadenas de rodillos vale: , a veces para favorecer la salida del eslabón se toma

.

Mientras que en la cadena del tipo silenciosa, el diámetro exterior coincide con el primitivo

. Las dimensiones de los dientes de una rueda para cadena de rodillos vienen dadas por las

siguientes expresiones y están indicadas en la Figura 2.

El ancho b de la rueda se hace ligeramente inferior AL ancho de la cadena y la cabeza del diente se

hace algo más aguda para facilitar su entrada en la cadena. Por el mismo motivo se le da cierta

holgura a .

En las ruedas para las cadenas silencios, el ángulo a formado por las caras opuestas de dos huecos

consecutivos debe ser igual a los que forman los flancos exteriores de dos dientes de una placa de

la cadena, tal como lo indica la Figura 3. Este ángulo, junto con el paso de la cadena, determina las

dimensiones de los dientes.




21

La resistencia de los dientes no se calcula, si son de buena fundición o acero, por cuanto la

resistencia de la cadena y sus dimensiones determinan la de los dientes, ya están de acuerdo con la

resistencia de estos. El cubo y brazos de las ruedas de cadena se calculan igual que en las correas.

Distancias entre centros de ruedas, longitud de la cadena:

La distancia entre centros C de las ruedas se toma, para una duración optima C = 30 a 80 t.

La distancia mínima se rige por el arco abrazado en el piñón, no debe ser inferior a o 7

dientes engranados en la cadena. Los mejores resultados, se han obtenido con una distancia entre

centros no inferior a 40 t, normalmente se toma

La longitud de la cadena se expresa en un número entero de pasos (o eslabones), y se calcula en

función de la fórmula para el cálculo del largo de las correas planas en transmisiones abiertas, pero

considerando los diámetros primitivos de las ruedas dentadas. Siendo L = Distancia entre centros

en cm. y t = paso en cm.

( )

( )

Esta expresión se transforma expresando la distancia entre centros C en pasos t:

( )

( )

( )

A esta longitud se le añade lo suficiente para hacerlo un numero entero y par, así la transmisión

tiene un numero par de pasos con piñón y corona con número impar de dientes. Se asegura así una

distribución uniforme del desgaste, tanto de la cadena como en los dientes de las ruedas. Pues si

se usa un piñón con número par de dientes, el mismo rodillo cae en la misma entalladura del piñón

lo que provoca que no exista una compensación de los desgastes. El uso de un número par de

dientes en el piñón se hace en los casos de excepción por límites en el espacio.




22

Selección de cadenas Para seleccionar una cadena es preciso conocer:

La potencia a transmitir.

Las revoluciones por minuto del árbol motor y del conducido.

Las condiciones de trabajo, las cuales harán que la potencia a transmitir sea mayor

con un coeficiente obtenido de la siguiente tabla:

Motor

hidráulico

Motor

eléctrico

Motor de

combustión

Sin sacudidas 1.0 1.0 1.2

Sacudidas ligeras 1.2 1.3 1.4

Sacudidas violentas 1.4 1.5 1.7

Para un paso determinado y un régimen de n r.p.m. dado, cuanto mayor sea el número de dientes

de los piñones menores sacudidas y vibraciones habrá y más silenciosa será la transmisión.

Para elegir el piñón es preciso tener en cuenta el diámetro del cubo o maza del mismo para poder

mecanizar el orificio deseado sin peligro de que quede debilitado.

Existen fórmulas empíricas que permiten calcular la capacidad de transmisión de potencia de las

cadenas en función del paso P en centímetros del régimen de giro n en r.p.m. y del número de

dientes Z del piñón más pequeño.

La siguiente fórmula se aplica para velocidades inferiores a las que causan rotura por fatiga del

eslabón y la fórmula

(

)

( )

O bien esta fórmula que se aplica para el caso de impacto casquillo-rodillo.

(

)

( )

Para el coeficiente se toman valores de acuerdo al paso de la transmisión por cadena:

= 17 para cadenas de paso pequeño

= 29 para cadenas de paso grande




23

Potencia para el diseño

Donde el factor diseño se encuentra en la siguiente tabla

También una vez analizadas las condiciones de trabajo, la potencia y el régimen de giro del piñón

más pequeño es posible la utilización de gráficos como el siguiente:

GRAFICO PARA LA PRESELECCION DE CADENAS:

Las curvas mostradas en el gráfico, son recomendaciones para un piñón de 19 dientes.




24

El cálculo de la longitud de cadena necesaria en una instalación se hace según la fórmula:

( )

(

)

Cadenas transportadoras

Son cadenas para arrastre y están indicadas para todo tipo de trabajos de transporte y elevación

de productos. Hay una amplia variedad de cadenas transportadoras para adaptarse a la más amplia

gama de necesidades.




25

Las cadenas de transporte se fabrican habitualmente con acoplamientos a base de aletas, pivotes,

empujadores... etc, según se presentan en la siguiente figura:

Los datos necesarios a considerar a la hora de seleccionar una cadena transportadora son entre

otros:

Tipo de transportador.

Velocidad de transporte.

Distancia entre ejes.

Anchura de transporte.

Diámetro de piñones.

Condiciones de trabajo.

Material a transportar.

En general los transportadores se pueden agrupar en horizontales y verticales.

Los horizontales se pueden clasificar en transportadores de tablillas y de producto apoyado sobre

cadena.

El cálculo de la fuerza de tracción necesaria para el trabajo efectivo de la cadena transportadora es

difícil de realizar mecánicamente y es por lo que se recurre a fórmulas empíricas.

La tracción en el transportador es aquella que deberán realizar las cadenas en todo su trayecto.

Este valor se obtiene mediante la siguiente tabla:




26

Transportador Fuerza de tracción máxima

Elevador de cangilones ( )

Transportador de tablillas ( ) ( )

Transportador con apoyo sobre cadenas ( )

La fuerza de tracción real de trabajo se calcula por las fórmulas empíricas:

Transportador con una sola cadena:

( )

Transportador con varias cadenas:

( )

Siendo

(m)

⁄

⁄

El cálculo de Pc es difícil pues "a priori" no se conoce el tipo de cadena es por ello que Pc se

obtiene de la siguiente tabla:




27

Inclinacion de transportador

Material sobre la cadena

Material deslizante

Cadenas de eje hueco Incrementar los factores de correccion en el 42%

Los factores de corrección se ofrecen en las siguientes tablas:

Para

Condiciones de engrase

Ambiente Normal Periódico Sin engrase

Limpio 1 1.3 1.6

Sucio 1.3 1.6 1.8

Abrasivo 1.6 1.8 2

para

Periodo de trabajo diario

Tipo de

carga

0-8horas >8horas

Continua 1 1.2

Discontinua 1.2 1.4

Con

sacudidas

1.5 1.8

Ca lculos

EJEMPLO 1

Un ciclista lleva montada una relación de cambio de marchas

y pedalea con una cadencia de 40 rpm. El

diámetro de la rueda trasera es de 70 cm.




28

Calcula la velocidad a la que gira la rueda.

La relación de transmisión ya nos la daba el enunciado:

No tenemos, pues, sino aplicar la fórmula:

Tendremos

Calcula la velocidad a la que circula.

La relación entre velocidad de giro y de avance era:

No tenemos más que sustituir, pero teniendo cuidado con las unidades; la velocidad de giro en

y el radio

en m.

Hemos dado la velocidad también en

porque son las unidades que habitualmente usamos, y así nos

hacemos a la idea de si va muy despacio o muy deprisa.

EJEMPLO 2

Cálculo de transmisión por cadena para una trituradora de plásticos:

Una empresa dedicada al reciclaje de material plástico, necesita de una nueva máquina trituradora de

mayor potencia, debido a que la máquina que poseen no tiene la suficiente potencia para procesar o

triturar ciertos plásticos de una mayor dureza. Se especifica que la maquina tiene que ser manejada por

un motor CA de 35 hp de potencia, el cual posee una salida de velocidad de 1400 rpm, y se requiere una

salida de 900 rpm para el eje triturador, por lo que se utilizara el sistema de transmisión por cadena.

De acuerdo con los datos suministrados se procede a realizar el cálculo para determinar el tipo, el largo y el

tamaño de cadena, así como el tamaño de las ruedas dentadas donde se monta la cadena.

Cálculos:

Factor de servicio:

o




29

Potencia de diseño ( )

o

o

Relación

o

Numero de dientes de rueda dentada pequeña:

o

Lubricación= Tipo III (por inyección o flujo de aceite)

Numero de dientes de la rueda dentada grande:

Velocidad real de salida:

(

) (

)

Diámetros de paso de las ruedas dentadas:

(

)

( )

(

)

( )

Distancia central:

Longitud de cadena:

o

( )

o

( )

o

Numero de pasos en número entero:

Distancia central:

o

[

√[

]

( )

]

o

[

√[

]

( )

]

o

[ √ ]

o

Distancia central en pulgadas:




30

Resumen de diseño:

Paso: cadena #80, paso de 1”

Longitud: 120 pasos=120”

Distancia central: C= 40.97”

Ruedas dentadas: tramo único, #80 y paso de 1”

Pequeña: 30 dientes, D1= 9.56”

Grande: 47 dientes, D2= 14.97”

Lubricación tipo III: por inyección de aceite

Diferencia entre eje y a rbol

ÁRBOLES Y EJES:

Son elementos de transmisión de movimiento giratorio, y la diferencia entre los ejes y los árboles

es que los primeros son elementos de sustentación de los órganos giratorios de la máquina y no

transmiten potencia, por lo que ni están sometidos a esfuerzos de torsión.

Los árboles son elementos que transmiten potencia y sí están sometidos a esfuerzos de torsión.

Un ejemplo que puede ilustrar la diferencia entre eje y árbol son los "ejes" de los vagones de tren y

los "árboles" de las ruedas de las locomotoras.

Los ejes son cilindros cuya longitud es mucho mayor en proporción que su diámetro, mientras que

los árboles se diseñan de forma que su longitud sea la menor posible respecto al diámetro para

soportar mejor las solicitaciones de flexión, que sumadas a las de torsión podrían dar como

resultado un incremento excesivo del diámetro del árbol.

En el caso de longitudes excesivamente grandes, los árboles se diseñan con secciones anulares,

resultando éstos con un peso 25% menor que los macizos y una pérdida de sólo el 6% de

resistencia mecánica.

http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/mecanica/elementos_de_maquinas/flexion.htm

http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/mecanica/elementos_de_maquinas/torsion.htm




31

Órganos de transmisión.

Los árboles pueden ser de perfil liso o estriado, dependiendo del momento de giro a transmitir.

Los árboles lisos sin cambio de sección son fáciles de calcular, pero el caso más frecuente es que

éstos presenten diferentes diámetros a lo largo de su longitud, creándose una zona de

concentración de tensiones en estos cambios, llamada puntos de entalladura, que influyen

notablemente en la resistencia del árbol.

Con el fin de disminuir este efecto de entalladura, se redondean los cambios de sección.

Árbol de caja de cambios.

Otro factor a tener en cuenta a la hora de diseñar árboles es su acabado superficial, en especial

para elementos sometidos a esfuerzos de fatiga, que suelen ser casi todos.

En la figura siguiente se puede observar la pérdida de resistencia a fatiga por flexión en árboles con

diferentes tipos de acabado superficial.

http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/mecanica/elementos_de_maquinas/fatiga.htm




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Influencia del acabado superficial

en la resistencia a fatiga de los árboles.

Otros factores que influyen en el diseño de los árboles son la separación entre apoyos (se toma

una longitud máxima de 100 veces la raíz cuadrada del diámetro del árbol) y la velocidad de giro,

que ha de ser superior o inferior a la de resoncia (velocidad en la que los esfuerzos alternativos de

flexión y torsión coinciden, produciendo efectos destructores).

Sección y detalle de un árbol estriado.

Cuando se requiere la transmisión de grandes momentos de giro o se montan elementos móviles

(llamados cubos) en sentido longitudinal se emplean árboles estriados.

Las estrías se tallan por fresado sobre árboles de perfil liso y el número de éstas está normalizado a

6, 8 y 10 nervios para los árboles ligeros y 10, 16 y 20 para las series pesadas




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CUESTIONARIO

SELECCIÓN MULTIPLE 1.- La transmisión por cadena es similar a la transmisión por correa sirve para transmitir del movimiento de arrastre de fuerza entre ruedas dentadas

a) Falso b) Verdadero

2.- Principios generales para el correcto funcionamiento de una transmisión de cadena

a) Las ruedas de la cadena deben montarse en la cubierta y los ejes de los árboles deben estar en coaxialidad.

b) Es preciso dimensionar el árbol de manera que no se produzca la oscilación de la cadena. c) Es preciso tener en cuenta que el ramal superior de la cadena sea el de tracción y el ramal

inferior quede libre. d) Todas las anteriores e) Ninguna

3.- Como está clasificada las cadenas según su apl icación

a) cadenas de carga b) cadenas especiales c) cadenas de rodillos d) cadenas de tracción

4.- Seleccione las partes de una cadena

a) placa interior b) placa inferior c) buje d) tornillo

5.- Los tipos de eslabones de una cadena son:

a) Eslabón offset b) Eslabón de corrección c) Eslabón de rodillo d) Eslabón de acoplamiento

6.- Los tipos de sujetadores de una cadena son:

a) Sujetador doble de pierna b) Sujetador de pierna c) Sujetador de pasador doblado d) Sujetador de rodillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_mec%C3%A1nica




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7.- En las transmisiones por cadenas, por ser el paso tangencial a l a circunferencia primitiva de las ruedas, existe una variación de la velocidad tangencial, originada por el denominado efecto “cordal” o de “polígono ”


En las transmisiones por cadenas, por ser el paso secante a la circunferencia primitiva de las ruedas, existe una variación de la velocidad tangencial, originada por el denominado efecto “cordal” o de “polígono

8.- Los elementos de transmisión de movimiento giratorio son:

a) Engranajes b) Arboles c) Poleas d) Ejes

9.- Los engranajes son elementos de sustentación de los órganos giratorios de la máquina y no transmiten potencia, por lo que ni están sometidos a esfuerzos de torsión


Los ejes son elementos de sustentación de los órganos giratorios de la máquina y no transmiten potencia, por lo que ni están sometidos a esfuerzos de torsión.

10.- Los árboles son elementos que transmiten potencia y sí están sometidos a esfuerzos de torsión


11.- Que otros factores que influyen en el diseño de los árboles son:

a) La velocidad de giro b) Los esfuerzos de flexión c) La separación entre estrías d) La separación entre apoyos

12.- Para el mantenimiento de las cadenas se debe tomar en cuenta lo siguiente:

a) Revisar los elementos faltantes, deformados o a punto de salirse. b) Comprobar periódicamente la alineación de las coronas dentadas, así como la holgura de

sus cojinetes o rodamientos. c) Comprobar periódicamente la alineación de las coronas dentadas, así como la holgura de

sus cojinetes o rodamientos. d) Todas las anteriores e) Ninguna




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Conclusiones

Como veíamos al principio del tema, el hombre siempre ha tratado de encontrar formas

de transmitir movimientos de un lugar a otro y, al mismo tiempo, transformar sus

características: obtener movimientos con más o menos velocidad, o con más o menos

potencia.

Una forma de transmisión de movimiento es a través de sistemas de cadenas.

Las transmisiones por cadena, en su forma más sencilla, consta de una cinta colocada con

tensión en dos poleas: una motriz y otra movida. Al moverse la cinta (correa) trasmite

energía desde la polea motriz a la polea movida por medio del rozamiento que surge entre

la correa y las poleas.

La transmisión por cadena es usada para transmitir el movimiento de arrastre de fuerza

entre ruedas dentadas. De este modo, permite transmitir el movimiento giratorio entre dos

ejes paralelos pudiendo modificar la velocidad pero no el sentido de giro.

Un análisis de las ventajas e inconvenientes, presentes en las transmisiones por correa,

permite apreciar la efectividad del empleo de estas transmisiones que aún las hacen

prácticamente insustituibles en muchos accionamientos auxiliares en los motores de

vehículos autopropulsados, en máquinas herramientas, transportadores, sistemas de

ventilación y máquinas textiles, entre otras muchas aplicaciones

La industria textil tuvo un importante papel en el desarrollo inicial de las transmisiones por

correas y posteriormente la industria automovilística, debido a las exigencias requeridas

para los accionamientos auxiliares en los motores de combustión interna, para los cuales se

requería pequeñas dimensiones y elevada capacidad de carga




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Recomendaciones

La transmisión por correa clasifica dentro de las transmisiones mecánicas con movimiento de

rotación que emplean como fundamento básico, para dar continuidad al movimiento, la

transmisión por rozamiento con un enlace flexible entre el elemento motriz y el movido. Esta

particularidad le permite algunas ventajas que posibilitan recomendar las transmisiones por

correas en usos específicos, como son:

Posibilidad de unir el árbol conductor al conducido a distancias relativamente grandes.

Funcionamiento suave, sin choques y silencioso.

Facilidad de ser empleada como un fusible mecánico, debido a que presenta una carga

límite de transmisión, valor que de ser superado produce el patinaje (resbalamiento) entre

la correa y la polea.

Diseño sencillo.

Costo inicial de adquisición o producción relativamente bajo.

No presenta deslizamiento, i = cte.

Es compacta y no requiere tensión inicial como en el caso de las correas.

Si está bien diseñada es mucho más duradera que las correas.

Permite trabajar con menores distancias entre centros de poleas, con la consiguiente

ventaja económica.

Ante una rotura de uno o varios eslabones es de fácil arreglo.

Son poco sensibles al medio en que trabajan.

Los inconvenientes principales de la transmisión por correa, que limitan su empleo en ciertos

mecanismos y accionamientos son:

Grandes dimensiones exteriores.

Inconstancia de la relación de transmisión cinemática debido al deslizamiento elástico.

Grandes cargas sobre los árboles y apoyos, y por consiguiente considerables pérdidas de

potencia por fricción.

Vida útil de la correa relativamente baja

Son aplicables cuando los ejes son paralelos, pueden ser varios, pero en todos los casos las

ruedas dentadas deben estar en el mismo plano.

Preferentemente los ejes deben ser horizontales, para evitar el uso de apoyos laterales

para la cadena.

Son más costosas que las transmisiones a correas.

Necesitan un buen mantenimiento, con limpiezas periódicas y lubricación adecuada.

Para absorber los alargamientos deben disponerse los ejes de modo que pueda tensarse la

cadena o bien montar un piñón tensor en el ramal flojo.




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Anexos

CADENAS DE TRANSMISION EN MOTORES.




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Bibliografí a

http://es.wikipedia.org/wiki/Cadena_de_transmisi%C3%B3n

http://www.ecured.cu/index.php/Transmisi%C3%B3n_por_Cadena

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//1000/1101/html/3_trans

misin_por_poleas_y_correas_o_cadenas.html

http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/diseno-transmision-cadena/diseno-

transmision-cadena.pdf

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/mecanica_electrica/CAD

ENAS_DE_TRANSMISION.pdf

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http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/mecanica_electrica/CADENAS_DE_TRANSMISION.pdf

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/mecanica_electrica/CADENAS_DE_TRANSMISION.pdf

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